DE202009010595U1

DE202009010595U1 - Beheizbarer Schlauch

Info

Publication number: DE202009010595U1
Application number: DE202009010595U
Authority: DE
Original assignee: Eugen Forschner GmbH
Current assignee: Eugen Forschner GmbH
Priority date: 2009-08-05
Filing date: 2009-08-05
Publication date: 2010-12-16
Anticipated expiration: 2019-08-06
Also published as: EP2462371B1; WO2011015362A1; EP2462371A1

Abstract

Beheizbarer Schlauch (10) mit einem Fluid führenden inneren Schlauchteil (11), dessen Wandung (12) von einem elektrischen Heizleiter (14) beheizbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
– der elektrische Heizleiter (14) separat ausgebildet ist und die äußere Wandung (12) des inneren Schlauchteils (11) umgibt, und
– der elektrische Heizleiter (14) von einer separaten, den Heizleiter (14) fest umgebenden Außenschicht (16) nach außen Wärmeisoliert ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen beheizbaren Schlauch gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Zur Zeit befinden sich mehrere heizbare Schlauchvarianten – wie beispielsweise im Patent EP 0 142 624 B1 beschrieben – im Serieneinsatz. All diese Schläuche haben das gemeinsame Merkmal, dass die Heizleiter ebenso wie Gewebeverstärkungen in den Schlauch einvulkanisiert sind. Mit Einführung verschärfter Schadstoffnormen für Nutzfahrzeuge und Personenkraftwagen findet die Abgasnachbehandlung mittels Harnstoffeinspritzung eine immer größere Verbreitung. Beheizbare Schläuche mit dem Eingangs beschriebenen Aufbau werden somit erstmalig in industriellen Stückzahlen eingesetzt. Die am Markt befindlichen Schlauchsysteme müssen den verschärften Anforderungen der Automobilindustrie entsprechen. Dabei haben sich bei den am Markt bekannten Schlauchsystemen folgende Probleme offenbart. Die Anforderungen des Normenentwurfs zur Euro 6 EU-Norm fordern erstmalig definierte Aufheizzeiten für das Medium AdBlue^®. Dem gegenüber steht die Forderung der Fahrzeughersteller nach einer möglichst großen Effizienz des Heizschlauches zur Verringerung des elektrischen Leistungsbedarfes. Des Weiteren wird zunehmend zur Verringerung des cw-Wertes von Fahrzeugen deren gesamter Unterbodenbereich verkleidet. Dies führt im Bereich des Motors und der Abgasanlage zu einer deutlich erhöhten thermischen Belastung der angrenzenden Bauteile.
Im Recycling-Prozess ist das Herauslösen der einvulkanisierten Heizleiter mit den aktuell bekannten Fertigungstechnologien zu kostenintensiv und wenig prozesssicher.
Bei Schläuchen mit einvulkanisiertem Heizleiter wurde bei thermischen Untersuchungen das Problem sichtbar, dass durch die in Folge des Vulkanisierens entstehende thermische Kopplung des Heizleiters mit dem Schlauchmaterial ein hoher Wärmeverlust entsteht. Dem versucht man zurzeit in der Praxis zu begegnen, in dem ein zusätzlicher Schlauch aus Silikon oder Elastomergemischen über den beheizten Schlauch geschoben wird. Insbesondere in Nutzfahrzeugen finden sehr lange Schlauchelemente Verwendung. Sowohl bei der Transportverpackung wie auch bei der Verlegung der Schlauchelemente in den Fahrzeugen, insbesondere im Achsbereich, entstehen zwangsläufig Biegeradien. Dies führt bei vorstehend beschriebenem Schlauchaufbau zu Längendifferenzen zwischen dem Heizschlauch und dem umgebenden Isolationsmantel. Die Isolationswirkung ist in Folge dessen an den Schlauchenden nicht mehr gegeben. Des weiteren wurde bei der Prüfung von Schläuchen mit einvulkanisierten Heizleitern festgestellt, dass beim Prozess des Vulkanisierens durch die Prozessbedingten Faktoren Temperatur und Druck die Isolation der Heizleiter verformt und in ihrer Stabilität geschädigt wird (Versprödung). Dies führt in der Konsequenz zur Undichtigkeit des Heizleiters gegenüber diffundierenden Medien.
Es ist Aufgabe der Erfindung einen beheizbaren Schlauch zu schaffen, der auch bei engen Biegeradien zuverlässig seine Dichtigkeit und Isolationswirkung behält.
Diese Anforderungen werden gemäß der vorliegenden Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Dabei ist der Heizleiter separat ausgebildet und dadurch später im Recycling-Prozess wieder leicht von den anderen Bestandteilen des beheizbaren Schlauchs zu trennen. Die den Heizleiter umgebende separate Außenschicht weist eine gute thermische Isolationswirkung auf.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Wandung des inneren, Fluid führenden Schlauchteils besteht bevorzugt aus Gummi oder einem Gummi ähnlichen Kunststoff oder aus einem Polyamid-basierten Kunststoff. In die Wandung des inneren Schlauchteils ist bevorzugt ein Verstärkungsgewebe integriert.
Der Heizleiter ist bevorzugt in Form einer Wendel ausgebildet und besteht bevorzugt aus einem Widerstandsdraht.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist die separate Außenschicht durch eine Umwebung aus einem technischen Garn gebildet. Das technische Garn wird bevorzugt von einer Glasfaser gebildet
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen beheizbaren Schlauchs unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
1 einen schematischen Längsschnitt durch einen beheizbaren Schlauch gemäß der Erfindung.
Der in 1 schematisch dargestellte beheizbare Schlauch 10 wird gebildet von einem inneren Schlauchteil 11, das mit seiner Innenwand einen Fluid führenden Kanal 110 begrenzt. Die Wandung 12 des inneren Schlauchteils 11 wird gemäß einer ersten Alternative bevorzugt von einem Gummi (Naturkautschuk (NR)) oder einem Gummi ähnlichen Kunststoff, wie beispielsweise Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), Ethylen-Acrylat-Kautschuk (EAM), Fluorkarbon-Kautschuk (FKM), Acrylat-Kautschuk (ACM), Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR), Hydriertem Nitril-Kautschuk (HNBR), Carboxylat-Nitrit-Kautschuk (XHNBR), Ethyl-Vinyl-Acetat (EVA), Chlorsulfonyl-Polyäthylen-Kautschuk (CSM), Silikon-Kautschuk (VMQ, MVQ), Fluor-Silikon-Kautschuk (FVMQ, MFQ), Chlorhydrin-Kautschuk (CO), Epichlorhydrin-Kautschuk (ECO), Polychlorpren-Kautschuk (CR), einkomponentigem Polyurethan (PU) oder einer Kombination oder einem Verschnitt der vorstehend genannten Stoffe, gebildet. Gemäß einer weiteren Alternative wird die Wandung 12 aus einem Diffusionssicheren, insbesondere Polyamid basierten Kunststoff gebildet.
In die Wandung 12 kann optional ein Verstärkungsgewebe 13 aus einem textilen Material, aus Kunststoff- oder Carbonfasern integriert sein.
Auf dem Außenmantel 120 der Wandung 12 sitzt ein bevorzugt wendelförmig ausgebildeter Heizleiter 14, der beispielsweise bei der Herstellung des beheizbaren Schlauchs 10 auf den Außenmantel aufgeschoben wird. Der Heizleiter 14 besteht beispielsweise aus einem Widerstandsdraht.
Der Heizleiter 14 wird seinerseits außen von einer thermisch isolierenden Außenschicht 16 umgeben. Die Außenschicht 16 wird von einem technischen Garn, wie beispielsweise Glasfaser, gebildet. Das Aufbringen der Außenschicht 16 erfolgt bevorzugt durch Umweben des inneren Schlauchteils 11 mit dem auf dessen Außenmantel 120 aufgebrachten Heizleiters 14 mittels des technischen Garns.
An einem Ende des beheizbaren Schlauchs 10 ist bevorzugt, wie in 1 auf der linken Seite angedeutet, zwischen der äußeren Wandung 12 des inneren Schlauchteils 11 und der Außenschicht 16 eine außen isolierte elektrisch leitende Litze 15, insbesondere aus Kupfer, angeordnet. Die Litze 15 dient mit ihrem innen liegenden Ende der Kontaktierung des Heizleiters 10. Sie ist mit ihrem äußeren Ende aus dem beheizbaren Schlauch 10 herausgeführt und am Ende mit einem Steckerteil 17 versehen.
Durch den zweilagigen Aufbau des beheizbaren Schlauchs 10 aus dem inneren Schlauchteil 11 und der Außenschicht 16 können die Materialien so gewählt werden, dass das innere Schlauchteil 11 gut Wärme leitend ist, während die Außenschicht 16 eine gute thermische Isolation ermöglicht. Hierdurch wird eine effiziente Energienutzung beim Beheizen des Fluids erreicht. Für den Recycling-Prozess lässt sich der eine separate Zwischenschicht zwischen dem inneren Schlauchteil 11 und Außenschicht 16 bildende wendelförmige Heizleiter 14 relativ leicht von den übrigen Kunststoff-beziehungsweise Kautschuk-Materialien entfernen. Dadurch ist zu den positiven Eigenschaften eines prozesssicheren, dauerhaft dichten, Energie-effizienten, auch für enge Biegeradien geeigneten beheizbaren Schlauchs 10 auch eine erhöhte Umweltfreundlichkeit gegeben.
Bezugszeichenliste

10: Beheizbarer Schlauch
11: inneres Schlauchteil
110: (Fluid führender) Kanal
12: (äußere) Wandung (des Fluid führenden inneren Schlauchteils 10)
120: Außenmantel
13: Verstärkungsgewebe
14: Heizleiter
15: Litze
16: Außenschicht
17: Steckerteil

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- EP 0142624 [0002]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- Euro 6 EU-Norm [0002]

Claims

Beheizbarer Schlauch (10) mit einem Fluid führenden inneren Schlauchteil (11), dessen Wandung (12) von einem elektrischen Heizleiter (14) beheizbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass – der elektrische Heizleiter (14) separat ausgebildet ist und die äußere Wandung (12) des inneren Schlauchteils (11) umgibt, und – der elektrische Heizleiter (14) von einer separaten, den Heizleiter (14) fest umgebenden Außenschicht (16) nach außen Wärmeisoliert ist.
Beheizbarer Schlauch (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung (12) des inneren Schlauchteils (11) aus Gummi oder einem Gummi ähnlichen Kunststoff besteht.
Beheizbarer Schlauch (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung (12) des inneren Schlauchteils (11) aus einem Polyamid-basierten Kunststoff besteht.
Beheizbarer Schlauch (10) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Wandung (12) des inneren Schlauchteils (11) ein Verstärkungsgewebe (13) integriert ist.
Beheizbarer Schlauch (10) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizleiter (14) in Form einer Wendel ausgebildet ist.
Beheizbarer Schlauch (10) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizleiter (14) von einem Widerstandsdraht gebildet ist.
Beheizbarer Schlauch (10) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf den äußeren Teil der Wandung (12) des inneren Schlauchteils (11) zusätzlich zum Heizleiter (14) zumindest an einem Ende eine isolierte Litze (15) zur Kontaktierung des Heizleiters (14) aufgebracht ist.
Beheizbarer Schlauch (10) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die separate Außenschicht (16) durch eine Umwebung aus einem technischen Garn gebildet wird.
Beheizbarer Schlauch (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das technische Garn von einer Glasfaser gebildet wird.